Spanndorn fit für die Praxis gemacht

Was bringt ein neuer Dorn für Verzahnungsmaschinen, ­ohne den Prozess selbst im Haus abbilden zu können, weil die passende Maschine fehlt? Ehrlich gesagt, nicht viel. Denn wenn das neue Produkt, in diesem Fall der Hainbuch-Dorn Mando G211, speziell für die Herstellung von Zahnrädern auf den Markt kommen soll, muss dieser nicht nur konstruktiv perfekt ausgelegt sein, sondern auch auf Herz und Nieren unter Realbedingungen getestet werden. Somit war klar: Für Versuche mit dem Prototypen braucht Hainbuch einen Partner, der zuverlässig und für Neues aufgeschlossen ist, viel Wert auf Präzision legt und eine hohe Fertigungstiefe besitzt.

Man ging auf die Zahnradfabrik Hänel GmbH & Co. KG aus Bad Friedrichshall zu, erklärte die Situation und stieß auf offene Ohren. Und warum gerade Hänel? Mit dem Mutterkonzern, Hänel Büro- und Lagersysteme, besteht schon seit vielen Jahren eine Geschäftsbeziehung. Hainbuch hat vier Hänel-Lean-Lifte für die Materialbereitstellung in der Produktion im Einsatz und ist damit mehr als zufrieden. Jürgen Renner, Fertigungsleiter bei Hänel und damals verantwortlich für den Werkzeugbau und die Fertigungsoptimierung, sagt: „Wir haben bereits positive Erfahrungen mit Hainbuch-Spannmitteln gemacht. Für uns hat sich das Ganze von Anfang an vielversprechend angehört. Wir haben Potenzial für Verbesserungen in unserer Fertigung und in unseren Prozessen gesehen. Also haben wir zugesagt.“

Hänel hatte zunächst zwei Prototypen vom Mando-G211-Dorn in der Größe null und zwei erhalten. Die Dorne wurden auf der Verzahnungsmaschine Richardon R 400 mit Handbeladung und auf der Abwälzfräsmaschine Gleason-Pfauter GP 200 mit automatischer Beladung getestet, ob sie kompatibel sind und einwandfrei funktionieren. Renner muss zugeben: „Für unsere Mitarbeiter war dieses neue Spannsystem sehr befremdlich. Denn 20 Jahre lang haben sie mit einem Aufspannsystem vom Maschinenhersteller ohne radiale Spannung gearbeitet, das ja funktionierte. Für die ersten Versuche mussten wir einige Einstellungen an der Maschine vornehmen. Hinzu kam, dass wir bei der Gleasen-Pfauter-Maschine nicht auf unsere Nulllinie kamen, weil der Dorn zu hoch war. Darum waren Anpassungen an der Maschine und am Beladesystem erforderlich. Ebenso stellte sich heraus, dass der Dorn auch technisch noch mal optimiert werden musste. Was folgte, waren einige Gespräche mit Thomas Steiger, dem Produktmanager bei Hainbuch, und Hannes Ludwig, dem verantwortlichen Konstrukteur. Wir haben fleißig getestet und alle Informationen weitergegeben, um den Dorn zu optimieren.“

Alle Konstruktionsänderungen wurden von Hainbuch umgesetzt und anschließend die überarbeiteten, zweiten Prototypen zur Verfügung gestellt. Nach einem längeren Feldversuch und ein paar kleineren Anpassungen an der Maschine konnte der steife und schlanke Spanndorn dank dem Einsatz von Hänel in Serie gehen und auf Lager produziert werden.

Bei Hänel liegen die Losgrößen zwischen 30 und 1.000 Stück, die Kunden kaufen die Zahnräder wegen ihrer Präzision. In der Regel sind dies gehärtete und geschliffene Zahnräder. Aus dem Grund war für Renner die wichtigste Anforderung an den neuen Dorn, einen Arbeitsgang einzusparen – und zwar die Nacharbeit.

„Mit dem aktuellen Spannsystem haben wir den Verzahnungsrundlauf nicht so gut hinbekommen“, so der Fertigungsleiter. „Wir wollten die Qualität beim Verzahnen verbessern. Das Werkstück wurde axial nach unten gedrückt und nun wird es mit dem Dorn von innen gespannt, also radial nach außen. Somit haben wir eine höhere Stabilität in der Spannung. Dadurch fällt die Nacharbeit bei bestimmten Bauteilen weg.“

Renner weiter: „Für einen Teil unserer Aufträge war das alte Spannsystem zwar gut, da der Rundlauf nicht so eine hohe Bedeutung hatte. Grundsätzlich sage ich aber: Umso besser die Rundläufe, umso leichter arbeitet es sich später. Bei einem normalen, gehärteten Zahnrad muss die Bohrung zwar weiterhin nachbearbeitet werden, aber bei allen Werkstücken, die fertig verzahnt sind, kann nun ein Arbeitsgang eingespart werden.“

Zusätzlich hat sich Hänel durch den Einsatz des neuen Dorns versprochen, schneller zu rüsten. Und das ist nun möglich. Kleinere Aufträge, wenn die Bauteile ähnlich sind, lassen sich zusammenfassen. Denn beim Mando-G211-Dorn muss nur die Segmentspannbüchse und nicht wie früher das komplette Spannsystem gewechselt werden. Außerdem entfällt das Ausrichten. Selbst wenn der Dorn samt Segmentspannbüchse auf eine andere Größe gewechselt werden muss, geht das schneller, denn es sind nur drei Schrauben am Dorn für die Auflage und eine Schraube an der Segmentspannbüchse. Renner schätzt: „Wenn alles optimal vorbereitet und die Teilefamilie am Lager ist sowie nacheinander abgearbeitet werden kann, sparen wir sicher 50 % der Rüstzeit. Nicht nur das Rüsten geht schneller, auch der Prozess ist stabiler und sicherer.“

Andreas Hoffmann, Meister im Werkzeugbau, sieht sogar noch weitere Vorteile: „Wir können durch die bessere Stabilität teilweise höhere Vorschübe fahren. Auch der Werkzeugverschleiß ist nicht mehr so hoch, weil wir weniger Vibrationen haben.“

Dass sich die Zusammenarbeit für Hänel und Hainbuch gelohnt hat, zeigt sich nicht nur daran, dass beide nach diesen guten Erfahrungen an weiteren Projekten arbeiten. „Von Anfang an hat die Kommunikation sehr gut funktioniert“, betont Renner. „Auf unsere anfänglichen Protokolle haben wir immer prompt eine Rückmeldung erhalten. Wenn wir Hilfe oder etwas persönlich klären mussten, war Herr Steiger sogar schnell vor Ort.“

Hänel hat mittlerweile sechs Dorne Mando G211, die beiden Prototypen und vier Seriendorne in allen Baugrößen von null bis vier. Hoffmann erklärt dazu: „Alle neuen Bauteile werden bei uns seitdem mit dem Dorn gefertigt. Selbst bei älteren Bauteilen versuchen wir auf die Dornspannung umzustellen, denn die Segmentspannbüchsen von Hainbuch sind innerhalb von einem Tag lieferbar. Das ist ein riesiger Vorteil für uns.“ Renner abschließend: „Für mich ist es nicht nachvollziehbar, warum wir 30 Jahre nicht mit Hainbuch zusammengearbeitet haben.“

rk